BR112014007886B1 - catalisador, sistema de tratamento de gás de exaustão e processo para o tratamento de uma corrente de gás que compreende nox - Google Patents
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Abstract
catalisador, sistema de tratamento de gás de exaustão e processo para o tratamento de uma corrente de gás que compreende nox a presente invenção refere-se a um catalisador, preferencialmente para uso em redução catalítica seletiva (scr), referido catalisador compreendendo um ou mais zeolitos do tipo de estrutura bea, um ou mais zeolitos do tipo de estrutura cha, e opcionalmente um ou mais zeolitos do tipo de estrutura mfi, em que pelo menos parte do um ou mais zeolitos do tipo de estrutura bea contém ferro (fe), em que pelo menos parte do um ou mais zeolitos do tipo de estrutura cha contém cobre (cu), e em que pelo menos parte do opcional um ou mais zeolitos do tipo de estrutura mfi contém ferro (fe). além disso, a presente invenção refere-se a um sistema de tratamento de gás de exaustão compreendendo referido catalisador bem como um processo para o tratamento de uma corrente de gás compreendendo nox utilizando referido catalisador também.
Description
“CATALISADOR, SISTEMA DE TRATAMENTO DE GÁS DE EXAUSTÃO E PROCESSO PARA O TRATAMENTO DE UMA CORRENTE DE GÁS QUE COMPREENDE NOx”
Campo técnico [001] A presente invenção refere-se a um catalisador que é preferencialmente para uso em redução catalítica seletiva (SCR), bem como a um sistema de tratamento de gás de exaustão compreendendo referido catalisador, e a um processo para o tratamento de uma corrente de gás compreendendo A presente invenção refere-se a um catalisador que é preferencialmente para uso em redução catalítica seletiva (SCR), bem como a um sistema de tratamento de gás de exaustão compreendendo referido catalisador, e a um processo para o tratamento de uma corrente de gás compreendendo NOx. Em particular, a presente invenção é relacionada com um método para catalisar a redução de óxidos de nitrogênio, e especialmente com a redução seletiva de óxidos de nitrogênio com amônia na presença de oxigênio, usando catalisadores zeólitos promovidos por metal.
Fundamentos [002] As emissões atuais de exaustão de um veículo motorizado podem ser divididas em dois grupos. Assim, o termo emissão primária se refere a gases poluentes que se formam diretamente através do processo de combustão do combustível no motor e já estão presentes na emissão não tratada antes que passe através de um sistema de tratamento de gás de exaustão. Emissão secundária se refere a aqueles gases poluentes que podem se formar como subprodutos no sistema de tratamento de gás de exaustão.
[003] O gás de exaustão de motores de queima pobre compreende, bem como as habituais emissões primárias de monóxido de carbono CO, hidrocarbonetos HC e óxidos de nitrogênio NOx, um conteúdo de oxigênio relativamente alto de até 15% em volume. No caso de motores a diesel, há
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2/44 emissão de partículas adicionais além das emissões primárias gasosas, que consistem predominantemente de resíduos de fuligem, com ou sem aglomerados orgânicos, e originários a partir de combustão de combustível parcialmente incompleta no cilindro.
[004] Em aplicações de motor a diesel, o uso de filtros de partículas de diesel específicas é inevitável para a remoção de emissões de partículas. Além disso, cumprindo com os limites de emissões prescritos pela legislação na Europa e nos Estados Unidos requer remoção de óxido de nitrogênio do gás de exaustão (dentrificação). Assim, embora monóxido de carbono e gases poluentes hidrocarbonetos a partir do gás de exaustão pobre podem ser facilmente tornados inofensivos por oxidação sobre um catalisador de oxidação adequado, a redução dos óxidos de nitrogênio para nitrogênio é muito mais difícil devido ao alto conteúdo de oxigênio da corrente de gás de exaustão.
[005] Métodos conhecidos para remover óxidos de nitrogênio de gases de exaustão são primeiramente métodos usando catalisadores de armazenamento de óxido de nitrogênio (NSCs) e secundariamente métodos para redução catalítica seletiva (SCR) por meio de amônia sobre um catalisador adequado, catalisador SCR para curta.
[006] A ação de limpeza de catalisadores de armazenamento de óxido de nitrogênio é com base nos óxidos de nitrogênio sendo armazenada em uma fase de operação pobre do motor pelo material de armazenamento do catalisador de armazenamento, predominantemente na forma de nitratos. Quando a capacidade de armazenamento de NSC é exaurida, o catalisador tem que ser regenerado em uma fase de operação rica subsequente do motor. Isto significa que os nitratos formados antecipadamente são decompostos e os óxidos de nitrogênio liberados novamente são reagidos com o gás de exaustão de redução componentes sobre o catalisador de armazenamento para originar nitrogênio, dióxido de carbono e água.
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3/44 [007] Já que a implementação de uma fase de operação rica em motores a diesel não é direta e o estabelecimento de condições de gás de exaustão rico requeridas para regeneração de NSC frequentemente implica medições auxiliares tais como injeção posterior de combustível na linha de gás de exaustão, o método SCR alternativo é preferencialmente usado para dentrificação de gases de exaustão de veículo motorizado a diesel. Neste método, de acordo com o desenho e construção do motor do sistema de gás de exaustão, a distinção é feita entre métodos SCR “ativo” e “passivo”, métodos SCR “passivo” envolvendo uso de emissões secundárias de amônia geradas deliberadamente no sistema de gás de exaustão como um agente de redução para dentrificação.
[008] Por exemplo, US 6,345,496 B1 descreve um método para limpar gases de exaustão de motor, em que misturas ar / combustível pobre e rica alternadas repetidamente são estabelecidas e o gás de exaustão assim produzido é passado através de um sistema de gás de exaustão que compreende, no lado do afluxo, um catalisador que converte NOx em NH3 somente sob condições de gás de exaustão rico, enquanto o catalisador adicional arranjado no lado de escoamento adsorve ou armazena NOx no gás de exaustão pobre, e o libera sob condições ricas, de modo que este pode reagir com NH3 geradas pelo catalisador de lado de afluxo para originar nitrogênio. Como uma alternativa, de acordo com US 6,345,496 B1, um catalizador de adsorção e oxidação de NH3 pode ser arranjado no lado de escoamento, que armazena NH3 sob condições ricas, o dessorve sob condições pobres e o oxida com oxigênio para originar nitrogênio e água. Divulgações adicionais de tais métodos são conhecidas. Como o uso dos catalisadores de armazenamento de óxido de nitrogênio, no entanto, tais métodos SCR “passivo” têm a desvantagem um de seus constituintes essenciais é o fornecimento de condições de gás de exaustão rico, que são geralmente requeridas para geração in situ de amônia
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4/44 como um agente de redução.
[009] Como o uso dos catalisadores de armazenamento de óxido de nitrogênio, no entanto, tais métodos SCR “passivo” têm a desvantagem um de seus constituintes essenciais é o fornecimento de condições de gás de exaustão rico, que são geralmente requeridas para geração in situ de amônia como um agente de redução. Como um agente de redução usado, além de amônia, também pode ser um composto facilmente decomponível de amônia, por exemplo, ureia ou carbamato de amônio. Amônia tem que ser fornecida ao gás de exaustão pelo menos em uma proporção estequiométrica com relação aos óxidos de nitrogênio. Devido às condições de operação amplamente variantes dos veículos motorizados, a adição calibrada exata da amônia não é direta. Isto leva, em alguns casos, a consideráveis avanços de amônia a jusante do catalisador SCR. Para evitar emissão de amônia secundária, um catalisador de oxidação é usualmente arranjado a jusante do catalisador SCR, que é destinado a oxidar amônia que avança ao nitrogênio. Tal catalisador é doravante referido como um catalisador de deslize de amônia. Tal catalisador é doravante referido como um catalisador de deslize de amônia.
[0010] Para remover emissões de partículas do gás de exaustão de veículos motorizados a diesel, filtros de partículas de diesel específicas são usados, que podem ser providas com um revestimento contendo catalisador de oxidação para melhorar suas propriedades. Tal revestimento serve para diminuir a energia de ativação para queima de partículas a base de oxigênio (combustão de fuligem) e, portanto, para diminuir a temperatura de ignição de fuligem no filtro, para melhorar o desempenho de regeneração passiva por oxidação de monóxido de nitrogênio presente no gás de exaustão para dióxido de nitrogênio, e para suprimir avanços de emissões de hidrocarbonetos e monóxido de carbono.
[0011] Se o cumprimento com padrões de emissão legais requer
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5/44 tanto dentrificação e remoção de partículas do gás de exaustão de veículos motorizados a diesel, as medições descritas para remover gases poluentes individuais são combinados em um sistema de gás de exaustão convencional correspondente por conexão em série. Por exemplo, WO 99/39809 descreve um sistema de tratamento posterior de exaustão em que um catalisador de oxidação para oxidação de NO em NON em NO2, um filtro de partículas, uma unidade de medição para um agente de redução e um catalisador SCR seguem uns sobre os outros. Para evitar avanços de amônia, um catalisador de deslize de amônia adicional é geralmente requerido a jusante do catalisador SCR, e continua a série de catalisadores no lado de escoamento do catalisador SCR.
[0012] A este respeito, tanto zeólitos sintéticos e naturais e seu uso em promover certas reações, incluindo a redução seletiva de óxidos de nitrogênio com amônia na presença de oxigênio, são bem conhecidos na técnica. Zeólitos são materiais cristalinos alumino silicatos tendo especialmente tamanhos de poros uniformes que, dependendo do tipo de zeólito e do tipo e quantidade de cátions inclusos na malha de zeólito, pode variar de em torno de 3 a 10 angstroms em diâmetro.
[0013] EP 1 961 933 A1, por exemplo, se refere a um filtro de partículas de diesel para tratar gás de exaustão compreendendo um corpo de filtro tendo provido nele um catalisador de oxidação revestimento, um revestimento ativo SRC, e um material de armazenamento de amônia. Entre os materiais que podem ser usados como o componente ativo catalítico na reação SCR, dito documento menciona o uso de zeólitos selecionados dentre zeólito beta, zeólito Y, faujasita, mordenita e ZSM-5 que podem ser trocados com ferro ou cobre.
[0014] EP 1 147 801 A1, por outro lado, se refere a um processo para reduzir óxidos de nitrogênio presentes em um gás de exaustão pobre a partir de um motor de combustão interno por SCR usando amônia, em que um
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6/44 catalisador de redução preferencialmente contém Zeólito ZSM-5 trocado com cobre ou ferro. Dito documento adicionalmente diz respeito a um catalisador SCR tendo um substrato em forma de favo de mel e depositado nele um revestimento contendo Zeólito ZSM-5 trocado com ferro.
[0015] EP 2 123 614 A2 por sua vez, diz respeito a uma estrutura de favo de mel contendo zeólitos e um ligante inorgânico. Em particular, um primeiro zeólito incluso em dita estrutura é troca de íon com um metal incluindo Cu, Mn, Ag, e V, e um segundo zeólito é adicionalmente incluso que é trocado com um metal incluindo Fe, Ti, e Co. Com relação aos tipos de zeólitos usado para o primeiro e segundo zeólito, estes incluem zeólito beta, zeólito Y, ferrierita, Zeólito ZSM-5, mordenita, faujasita, zeólito A, e zeólito L.
[0016] US 7,332,148 B2 descreve um zeólito amino silicato estabilizado contendo cobre ou ferro, em que o zeólito estabilizado inclui ZSM5, ZSM-8, ZSM-11, ZSM-12, zeólito X, zeólito Y, zeólito beta, mordenita, e erionita.
[0017] WO 2008/106519 A1 descreve um zeólito tendo a estrutura de cristal CHA e contendo cobre. Dito documento também discute o uso de tal zeólito trocado por íon como um catalisador SCR.
[0018] EP 1 579 911 Al divulga um gás de catalisador de purificação de exaustão e um método para purificar gás de exaustão incluindo óxidos de redução de nitrogênio em que o componente catalisador inclui ZSM-5 e zeólito beta sobre ambos dos quais cobre tenha sido depositado.
[0019] U.S. 2003/0143141 A1 refere-se a um método para a remoção de NOx e N2O de processo e efluentes gasosos, em que os catalisadores usados nele contenham um ou zeólitos mais carregado de ferro, onde o ferro carregado zeólitos são preferencialmente os tipos IFM, BEA, FER, MOR, e/ou MEL.
[0020] Finalmente, WO 2004/047960 Al diz respeito a um método
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7/44 para a preparação de zeólitos catalisadores multimetálicos para abatimento de N2O, em que o catalisador contém ferro substituído isomorficamente, e em que o catalisador zeólito tem uma estrutura análoga a MFI e/ou BEA.
[0021] Por consequência, a técnica anterior relata uma conscientização da utilidade de catalisadores zeólitos promovidos por metal incluindo, entre outros, catalisadores zeólito promovidos por cobre e promovidos por ferro, em particular para a redução catalítica seletiva de óxidos de nitrogênio com amônia.
[0022] No momento presente, no entanto, legislação rígida em aumento com respeito a emissões, e em particular com relação ao emissões de gás de exaustão de veículo motorizado , requer catalisadores aprimorados e sistemas de tratamento de exaustão usando tais catalisadores para o tratamento do mesmo. Assim, legislação para emissão de gás de exaustão na União Europeia para estágio de emissão de gás de exaustão Euro 6 agora requer redução de emissões de NON para maioria dos carros de passageiros alimentados por motores a diesel. Para este propósito, emissões de gás de exaustão são testadas usando o Ciclo de Direção Europeu Novo (New Ciclo de direção Europeu - NEDC), também referido como o ciclo MVEG (Grupo de Emissões de Veículo Motorizado), que é previsto na Diretiva da União Europeia 70/220/EEC. Um modo de satisfazer este requerimento inclui a aplicação de Tecnologia de Catalisador SCR aos sistemas de gás de exaustão dos veículos em questão.
[0023] Como em oposição ao antigo ciclo de direção Ciclo de Direção Europeu (ECE-15), uma característica particular de NEDC é que integra uma assim chamado ciclo de direção extra urbano, de modo que testes podem representar melhor o uso típico de um carro na Europa, e, por consequência, o padrão típico de emissão ligado ao mesmo. Mais especificamente, no NEDC, o antigo Ciclo de direção Europeu ECE-15 é executado no período de tempo de 0
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8/44 a 800 segundos, depois que o ciclo de direção extra urbano é conduzido no período de tempo até 1200 segundos.
[0024] Deste modo, é o objetivo da presente invenção prover um catalisador aprimorado, em particular para uso em redução catalítica seletiva, em que referido catalisador é, por exemplo, melhor adaptado às condições de emissão atuais encontradas em uso de veículo motorizado, tais como, por exemplo, aquelas encontradas no NEDC.
Descrição [0025] A este respeito, foi verificado que de acordo com a presente invenção como delineado a seguir, um catalisador aprimorado pode ser provido. Em particular, foi verificado que um catalisador compreendendo zeólitos de ambos os tipo de estrutura BEA e CHA, em que os zeólitos de tipo BEA contêm ferro e os zeólitos de tipo CHA contêm cobre, apresentam propriedades catalíticas aprimoradas claramente, em particular quando usado em aplicações SCR.
Assim, a presente invenção se refere a um catalisador, preferencialmente para uso em redução catalítica seletiva (SCR), referido catalisador compreendendo: um ou mais zeólitos do tipo de estrutura BEA, um ou mais zeólitos do tipo de estrutura BEA, um ou mais zeólitos do tipo de estrutura MFI, em que pelo menos parte do um ou mais zeólitos do tipo de estrutura BEA contém ferro (Fe), em que pelo menos parte do um ou mais zeólitos do tipo de estrutura CHA contém cobre (Cu), e em que pelo menos parte do opcional um ou mais zeólitos do tipo de estrutura MFI contém ferro (Fe).
[0026] Dentro do significado da presente invenção, o termo redução catalítica seletiva, abreviado como SCR refere-se a qualquer processo catalítico que envolve a reação de óxidos de nitrogênio NOx com um
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9/44 redutor. Em particular, SCR refere-se a reações de redução, em que NOx é transformado em um produto de redução respectivo, que é preferencialmente N2. Sobre o termo redutor, dito termo se refere a qualquer agente de redução apropriado para o processo SCR, onde preferencialmente amônia e/ou qualquer precursor de amônia como ureia e/ou carbamato de amônio é preferencial, ureia, sendo preferencialmente compreendida no precursor amônia. Ainda mais preferencialmente o termo redutor refere-se a amônia. O termo redutor pode, no entanto, adicionalmente incluir hidrocarbonetos e/ou derivados de hidrocarbonetos, tais como hidrocarbonetos oxigenados, como por exemplo, aqueles que podem ser encontrados em combustíveis de veículos a motor e/ou em gás de exaustão de veículos automotivos, em particular em combustível diesel e/ou gás de exaustão de diesel.
[0027] De acordo com a presente invenção, qualquer zeólito concebível do tipo de estrutura BEA ou CHA pode ser utilizado, respectivamente, desde que ele exiba as características estruturais típicas desse tipo de estrutura. No que diz respeito os uma ou mais zeólitos da estrutura BEA, estes por exemplo podem incluir um ou mais zeólitos selecionados do grupo constituído por Beta, [B-Si-O]-BEA, [Ga-Si-O]-BEA, [Ti-Si-O]-BEA, Beta rico em Al, CIT-6, Tschernichita, beta de sílica pura e misturas de dois ou mais dos mesmos. De acordo com modalidades preferenciais da presente invenção, o um ou mais zeólitos do tipo de estrutura a BEA incluem Beta zeólito.
[0028] Com relação a um ou mais zeólitos da estrutura CHA, estas podem incluir um ou mais zeólitos selecionados do grupo constituído grupo de chabazita, AlP, [Al-As-O]-CHA, [Co-Al-P-O]-CHA, [Mg-Al-P-O]-CHA, [Si-O]-CHA, [Zn-Al-P-O]-CHA, [Zn-As-O]-CHA, |Co|[Be-P-O]-CHA, |Li-Na|[Al-Si-O]-CHAO34, CoAPO-44, CoAPO-47,DAF-5, Dehydrated Na-Chabazita, GaPO-34, KChabazita, LZ-218, Linde D, Linde R, MeAPO-47, MeAPSO-47, Ni(deta)2-UT-6, Phi, SAPO-34, SAPO-47,SSZ-13, SSZ-62, UiO-21, Willhendersonita, ZK-14,
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ZYT-6, e misturas de dois ou mais dos mesmos. De acordo com modalidades preferenciais da presente invenção, o um ou mais zeólitos do tipo de estrutura CHA compõem um ou mais zeólitos selecionados do grupo constituído por grupo, SSZ - 13, LZ-218, Linde D, Linde R, Phi, ZK-14 e ZYT-6 e misturas de dois ou mais dos mesmos, no qual mais preferencialmente, os um ou mais zeólitos de tipo estrutura CHA incluem chabazita.
[0029] Além disso, em relação a determinadas modalidades da presente invenção adicionalmente compreendendo um ou mais zeólitos do tipo de estrutura MFI, qualquer zeólito concebível do tipo de estrutura de MFI pode ser usado, desde que ele exiba as características estruturais típicas desse tipo de estrutura. Assim, a título de exemplo, os um ou mais zeólitos do tipo de estrutura de MFI opcionalmente contidos no catalisador inventivo podem incluir um ou mais zeólitos selecionados do grupo constituído por [As-Si-O]-MFI, [FeSi-O]-MFI, [Ga-Si-O]-MFI , AMS-1B,AZ-1, Bor-C, Boralita C, Encilita, FZ-1, LZ105, Monoclínico H-ZSM-5, Mutinaita, NU-4, NU-5, Silicalito, TS-1, TSZ, TSZ-III, TZ-01,USC-4, USI-108, ZBH, ZKQ-1B, ZMQ-TB, ZSM-5 livre de orgânico, e misturas de dois ou mais dos mesmos. De acordo com modalidades preferenciais da presente invenção, o um ou mais zeólitos do tipo de estrutura a MFI incluem ZSM-5.
[0030] De acordo com a alternativas modalidades da presente invenção, que são mais preferidas, no entanto, o catalisador inventivo não compreende um ou mais zeólitos do tipo de estrutura MFI.
[0031] De acordo com formas de realização da presente invenção que são ainda mais preferida, o um ou mais zeólitos do tipo estrutura BEA incluem zeólito Beta e os um ou mais zeólitos do tipo estrutura CHA compreendem um ou mais zeólitos selecionados a partir do grupo consistindo de chabazita, SSZ - 13, LZ-218, Linde D, Linde R, Phi, ZK-14, e ZYT-6, e as misturas de dois ou mais destes, em que, mesmo mais preferencialmente, o um ou mais
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11/44 zeólitos do tipo estrutura BEA incluem zeólito Beta e um ou mais zeólitos do tipo da estrutura CHA incluem chabazita. Segundo modalidades particularmente preferenciais, o um ou mais zeólitos do tipo de estrutura BEA é zeólito Beta e um ou mais zeólitos do tipo de estrutura CHA é chabazita.
[0032] Além disso, de acordo com formas de realização particulares da presente invenção, que compreende ainda um ou mais zeólitos do tipo de estrutura MFI, é ainda mais preferencial que o um ou mais zeólitos do tipo estrutura BEA incluem zeólito Beta, que um ou mais dos zeólitos CHA tipo de estrutura compreende um ou mais zeólitos selecionados a partir do grupo consistindo de chabazita, SSZ-13, LZ-218, Linde D, Linde R, Phi, ZK-14, e ZYT6, e as misturas de dois ou mais destes, e que os um ou mais zeólitos do tipo de estrutura MFI incluem ZSM-5. Mais preferencialmente, o um ou mais zeólitos do tipo estrutura BEA incluem zeólito Beta, o um ou mais zeólitos do tipo estrutura CHA incluem chabazita, e os um ou mais zeólitos do tipo de estrutura MFI incluem ZSM-5. Segundo modalidades particularmente preferenciais dos mesmos, o um ou mais zeólitos do tipo de estrutura BEA é zeólito Beta e um ou mais zeólitos do tipo de estrutura CHA é chabazita e o um mais zeólitos do tipo estrutura MFI é ZSM-5.
[0033] De acordo com a presente invenção, pelo menos uma parte de um ou mais zeólitos tipo BEA contêm ferro e pelo menos uma parte de um ou mais zeólitos tipo CHA contém cobre. Ademais, pelo menos parte do opcional um ou mais zeólitos do tipo de estrutura MFI contém ferro. O que, no entanto, não está excluído de acordo com o presente invento que o catalisador compreende um ou mais zeólitos do tipo BEA, pelo menos parcialmente contendo ferro e um ou mais zeólitos do tipo CHA, pelo menos parcialmente, contendo cobre adicionalmente compreendem ainda um ou mais zeólitos do tipo MFI que não contém ferro. De acordo com modalidades preferenciais da presente invenção, no entanto, um ou mais zeólitos tipo MFI opcionalmente
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12/44 contidos no catalisador inventivo preferencialmente pelo menos parcialmente contêm ferro.
[0034] No que diz respeito o ferro contido pelo menos uma parte do um ou mais zeólitos de tipo BEA e o cobre contido em pelo menos parte do um ou mais zeólitos do tipo CHA, bem como o ferro contido nos um ou mais zeólitos de tipo MFI opcionalmente contidos no catalisador inventivo, ditos metais podem respectivamente ser contidos em qualquer forma concebível e em qualquer estado concebível. Assim, de acordo com a presente invenção, não há nenhuma limitação específica em relação ao estado de oxidação do ferro e do cobre contido no catalisador, nem no que diz respeito a maneira em que eles estão contidos no respectivo tipo de zeólito. Preferencialmente, no entanto, ferro e/ou cobre e mais preferencialmente ambos os ferro e cobre, respectivamente, apresentam um estado positivo de oxidação no zeólito respectivo. Além disso, a ferro e/ou cobre podem estar contidos na superfície do zeólito e/ou dentro da estrutura porosa da respectiva moldura de zeólito. Como alternativa, ou além de ser apoiada na superfície do zeólito e/ou dentro da estrutura porosa, ferro e/ou cobre pode ser incluído no quadro de zeólito, por exemplo por substituição isomórfica. De acordo com modalidades preferenciais, o ferro e/ou cobre e mais preferencialmente ambos ferro e cobre, são suportados na superfície de respectivos zeólitos e/ou dentro da estrutura porosa dos mesmos, e ainda mais preferencialmente na superfície de respectivos zeólitos e dentro da estrutura porosa dos mesmos. De acordo com modalidades particularmente preferenciais da presente invenção, ambos o ferro e o cobre estão contidos respectivamente em pelo menos uma parte do um ou mais zeólitos de estrutura tipo BEA e CHA e MFI opcional em um estado de oxidação positivo, no qual dito ferro e cobre é suportado na superfície do respectivo zeólito, inclusive sendo contidos na estrutura porosa dos mesmos.
[0035] O catalisador de acordo com a presente invenção pode
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13/44 incluir o um ou mais zeólitos do tipo de estrutura a BEA e os um ou mais zeólitos da estrutura tipo CHA em qualquer proporção de peso concebível, em que é preferencial que a relação do peso de um ou mais zeólitos do tipo de estrutura BEA ao um ou mais zeólitos do tipo de estrutura CHA varia de 0,1 a 10, preferencialmente de 0,2 a 7, mais preferencialmente de 0,3 a 4, mais preferencialmente de 0,35 a 2, mais preferencialmente de 0,4 a 1, mais preferencialmente de 0,45 a 0,5 e ainda mais preferencialmente de 0,47 a 0,48. De acordo com incorporações particularmente preferenciais da presente invenção, a proporção de peso entre os zeólitos tipo BEA para os zeólitos tipo CHA é em torno de 0,475.
[0036] Além disso, de acordo com determinadas modalidades da presente invenção adicionalmente contendo um ou mais zeólitos do tipo de estrutura MFI no catalisador inventivo, qualquer proporção de dito peso concebível de um ou mais zeólitos do tipo de estrutura MFI para o um ou mais zeólitos do tipo de estrutura CHA e/ou para um ou mais zeólitos do tipo de estrutura BEA podem ser usados. De acordo com a presente invenção, no entanto, é preferencial que a proporção do peso total de um ou mais zeólitos do tipo estrutura BEA e dos um ou mais zeólitos do tipo de estrutura MFI com o peso de um ou mais intervalos de zeólitos de tipo de estrutura CHA a partir de 0,1 a 10, preferencialmente a partir de 0,2 a 7, mais preferencialmente a partir de 0,3 a 4, mais preferencialmente a partir de 0,35 a 2, mais preferencialmente a partir de 0,4 a 1, mais preferencialmente a partir de 0,45 a 0,5, e ainda mais preferencialmente a partir de 0,47 a 0,48. De acordo com modalidades particularmente preferenciais da presente invenção, a proporção de peso combinado do os zeólitos de tipo BEA e MFI para os zeólitos tipo CHA é em torno de 0,475.
[0037] Assim, de acordo com a presente invenção, é preferencial que a relação do peso das um ou mais zeólitos do tipo de estrutura BEA para o
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14/44 um ou mais zeólitos do tipo de estrutura CHA, ou [0038] se o catalisador compreende um ou mais zeólitos do tipo de estrutura MFI, então a proporção do peso total do um ou mais zeólitos do tipo de estrutura a BEA e do um ou mais zeólitos do tipo de estrutura MFI para o peso do um ou mais dos zeólitos do tipo de estrutura CHA, [0039] intervalos de 0,1 a 10, preferencialmente de 0,2 a 7, mais preferencialmente de 0,3 a 4, mais preferencialmente a partir de 0,35 a 2, mais preferencialmente a partir de 0,4 a 1, mais preferencialmente de 0,45 a 0,5 e ainda mais de preferencialmente 0,47 a 0,48.
[0040] De acordo com a presente invenção, é preferencial que o um ou mais zeólitos do tipo de estrutura BEA e/ou os um ou mais zeólitos do tipo de estrutura CHA respectivamente compreendem ambos Al e Si em suas molduras, onde é mais preferencial que ambos os zeólitos do tipo de estrutura BEA e os zeólitos do tipo de estrutura CHA respectivamente compreendem ambos Al e Si em seus quadros. Além disso, de acordo com determinadas modalidades da presente invenção em que um ou mais zeólitos do tipo de estrutura MFI está adicionalmente contido no catalisador inventivo, é preferível que dito um ou mais zeólitos incluam ambos Al e Si em suas molduras, em que é particularmente preferencial de acordo com as ditas modalidades que o um ou mais zeólitos de tipo de estrutura MFI, BEA e CHA respectivamente compreendem tanto Al e Si em suas respectivas molduras.
[0041] Assim, de acordo com a presente invenção, é preferencial que um ou mais dos zeólitos, e mais preferencialmente todos os zeólitos, compreendem ambos Al e Si em suas respectivas molduras de zeólito.
[0042] No que diz respeito às modalidades da presente invenção em que um ou mais dos zeólitos incluem tanto Al e Si em seus respectivos quadros, ditos zeólitos podem em princípio apresentar qualquer proporção possível de Al para Si. Em modalidades da presente invenção onde um ou mais
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15/44 zeólitos do tipo de estrutura BEA incluem ambos Al e Si na mesma estrutura, é no entanto preferencial que a proporção molar de sílica de alumina (SAR) no um ou mais zeólitos do tipo de estrutura BEA varia de 5 a 150, mais preferencialmente de 15 a 100, mais preferencialmente de 20 a 50, mais preferencialmente de 23 a 30 e ainda mais preferencialmente de 25 a 27. Em encarnações da presente invenção onde um ou mais zeólitos do tipo de estrutura BEA incluem tanto Al e Si na mesma estrutura, é no entanto preferencial que a SAR (proporção/relação molar de sílica de alumina) no um ou mais zeólitos do tipo de estrutura CHA varia de 5 a 100, mais preferencialmente de 10 a 70, mais preferencialmente de 20 a 55, mais preferencialmente de 23 a 30 e ainda mais preferencialmente de 28 a 32. De acordo com modalidades particularmente preferenciais da presente invenção onde um ou mais zeólitos de ambos tipo de estrutura BEA e CHA respectivamente compreendem Al e Si na mesma moldura, é mais preferencial que a SAR no um ou mais zeólitos tipo BEA varia de 5 a 150, e o um ou mais zeólitos tipo CHA varia de 10 a 70, mais preferencialmente que a SAR no um ou mais zeólitos de tipo BEA varia de 15 a 100 e o um ou mais zeólitos tipo CHA varia de 10 a 70, mais preferencialmente que a SAR no um ou mais zeólitos de tipo BEA varia de 20 a 50, e o um ou mais zeólitos de tipo CHA varia de 20 a 55, mais preferencialmente que a SAR no um ou mais zeólitos de tipo BEA varia de 23 a 30, e o um ou mais zeólitos de tipo CHA varia de 25 a 35, e até mesmo mais preferencialmente, que a SAR no um ou mais zeólitos tipo BEA varia de 25 a 27 e o um ou mais zeólitos tipo CHA varia de 28 a 32.
[0043] Além disso, de acordo com modalidades preferenciais da presente invenção em que o catalisador inventivo adicionalmente compreende um ou mais zeólitos do tipo de estrutura MFI composta por Al e Si na mesma estrutura, ditos zeólitos podem em princípio apresentar qualquer relação possível de Al para Si. Assim, por meio de exemplo, Catalisador, a proporção de sílica para alumina (SAR) no um ou mais zeólitos do tipo de estrutura MFI pode
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16/44 variar de 5 a 150, em que é preferencial que a SAR varie de 15 a 100, mais preferencialmente de 20 a 50, mais preferencialmente de 23 a 30, e ainda mais preferencialmente de 25 a 27. Além disso, de acordo com modalidades particularmente preferenciais das mesmas em que ambos os tipos de estrutura MFI e BEA compreendem respectivamente Al e Si, em sua moldura, a SAR de um ou mais zeólitos do tipo de estrutura BEA preferencialmente varia de 5 a 200, mais preferencialmente de 15 a 150, mais preferencialmente de 25 a 60, mais preferencialmente de 35 a 45, e ainda mais preferencialmente 38 a 42. De acordo com as modalidades particularmente preferenciais, é ainda mais preferencial que a SAR em que um ou mais zeólitos tipo BEA varie de 5 a 200, e os um ou mais zeólitos do tipo MFI varie de 5 a 150, mais preferencialmente que a SAR no um ou mais zeólitos tipo BEA varie de 15 a 150, e o um ou mais zeólitos do tipo MFI varie de 15 a 100, mais preferencialmente que a SAR em que um ou mais zeólitos tipo BEA varie de 25 a 60, e os um ou mais zeólitos do tipo MFI varie de 20 a 50, mais preferencialmente que a SAR em que um ou mais zeólitos BEA tipo varie de 35 a 45, e os u ou mais zeólitos do tipo MFI varie de 23 a 30, e ainda mais preferencialmente, que a SAR em que um ou mais zeólitos tipo BEA varie de 38 a 42, e os um ou mais zeólitos do tipo MFI varie de 25 a 27.
[0044] Portanto, de acordo com modalidades preferenciais e particulares da presente invenção, em que o catalisador compreende um ou mais zeólitos do tipo de estrutura MFI, é ainda preferencial de acordo com a presente invenção que a proporção/relação molar de sílica para alumina (SAR) em um ou mais zeólitos do tipo estrutura BEA varie de 5 a 200, mais preferencialmente de 15 a 150, mais preferencialmente 25 a 60, mais preferencialmente de 35 a 45, e ainda mais preferencialmente 38 a 42.
[0045] Sobre o ferro contido nos zeólitos tipo BEA e opcionais tipo MFI e a quantidade de cobre contido nos zeólitos de tipo CHA, não há nenhuma limitação específica de acordo com a presente invenção sobre suas respectivas
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17/44 quantidades. Contudo, é preferencial de acordo com a presente invenção, que a quantidade de ferro (Fe) no um ou mais zeólitos do tipo de estrutura BEA é compreendido em um intervalo de 0,05 a 15 % em peso com base no peso do referido um ou mais zeólitos de tipo de estrutura BEA, em que mais preferencialmente a quantidade de Fe varia de 0,1 a 10 % em peso, mais preferencialmente de 0,5 a 7 % em peso, mais preferencialmente de 1 a 5 % em peso, mais preferencialmente de 1,5 a 3% em peso, mais preferencialmente 2 a 2,8% em peso, mais preferencialmente de 2,2 a 2,6% em peso, e ainda mais preferencialmente de 2,3 a 2,55% em peso. Além disso, é preferencial, de acordo com a presente invenção que a quantidade de cobre (Cu), em que um ou mais zeólitos do tipo estrutura CHA compreendida entre 0,05 a 20 p -.% Com base no peso do referido um ou mais dos zeólitos CHA tipo de estrutura, em que mais preferencialmente, a quantidade de Cu varia de 0,1 a 15 % em peso, mais preferencialmente de mais preferencialmente de 0,5 a 10 % em peso, mais preferencialmente de 1 a 7 % em peso, mais preferencialmente de 1,5 a 5 % em peso, mais preferencialmente de 2 a 4 % em peso, mais preferencialmente de
2,5 a 3,5 % em peso, mais preferencialmente de 2,7 a 3,3 % em peso, mais preferivelmente 2,9 a 3,1 % em peso.
[0046] De acordo com modalidades particularmente preferenciais da presente invenção, a quantidade de ferro nos um ou mais zeólitos de tipo BEA varia de 0,05 a 15 % em peso, e a quantidade de cobre nos um ou mais zeólitos de tipo CHA varia de 0,05 a 20 % em peso, onde mais preferencialmente a quantidade de ferro nos um ou mais zeólitos de tipo BEA varia de 0,5 a 7 % em peso e a quantidade de cobre nos um ou mais zeólitos de tipo CHA varia de 0,5 a 10 % em peso, mais preferencialmente a quantidade de ferro nos um ou mais zeólitos de tipo BEA varia de 1,5 a 3 % em peso e a quantidade de cobre nos um ou mais zeólitos de tipo CHA varia de 1,5 a 5 % em peso, mais preferencialmente a quantidade de ferro nos um ou mais zeólitos de tipo BEA
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18/44 varia de 2,2 a 2,6 % em peso e a quantidade de cobre nos um ou mais zeólitos de tipo CHA varia de 2,5 a 3,5 % em peso e ainda mais preferencialmente, a quantidade de ferro nos um ou mais zeólitos de tipo BEA varia de 2,3 a 2,55 % em peso e a quantidade de cobre nos um ou mais zeólitos de tipo CHA varia de 2,9 a 3,1 % em peso.
[0047] Além disso, de acordo com modalidades particulares da presente invenção, em que o catalisador inventivo contém ainda um ou mais zeólitos do tipo de estrutura MFI, é preferencial que a quantidade média de ferro (Fe), em que um ou mais zeólitos do tipo de estrutura BEA e o um ou mais zeólitos do tipo de estrutura MFI está compreendido no intervalo de 0,05 a 15 % em peso com base no peso de dito um ou mais zeólitos, em que mais preferencialmente, a quantidade de Fe varia de 0,1 a 10 % em peso, mais preferencialmente de 0,5 a 7 % em peso, mais preferencialmente de 1 a 5 % em peso, mais preferencialmente de 1,5 a 3 peso, mais preferencialmente de 2 a 2,8 % em peso, mais preferencialmente de 2,2 a 2,6 em peso %, e ainda mais preferencialmente de 2,3 a 2,55 peso %. Em especial, na acepção da presente invenção, a quantidade média de ferro nos zeólitos de um ou mais dos tipos de estrutura BEA e MFI designa a quantidade de ferro contido no total, nos um ou mais zeólitos de ambos os tipos de estrutura BEA e MFI com base no peso total do um ou mais zeólitos dos tipos de estrutura BEA e MFI.
[0048] De acordo com modalidades preferenciais da presente invenção, a quantidade de Fe na uma ou mais zeólitos do tipo de estrutura BEA, ou se o catalisador compreende um ou mais zeólitos do tipo de estrutura MFI, então a quantidade média de Fe em que um ou mais zeólitos do tipo estrutura BEA e no um ou mais zeólitos do tipo de estrutura MFI, compreendida entre 0,05 e 15 % em peso com base no peso de dito um ou mais zeólitos, em que preferencialmente a quantidade de Fe varia de
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0,1 a 10 % em peso, mais preferencialmente de 0,5 a 7 % em peso, mais preferencialmente de 1 a 5 % em peso, mais preferencialmente de 1,5 a 3 % em peso, mais preferencialmente de 2 a 2,8 % em peso, mais preferencialmente de 2,2 a 2,6 p % em peso, e ainda mais preferencialmente de 2,3 a 2,55 % em peso.
[0049] De acordo com modalidades particulares e preferenciais da presente invenção no qual o catalisador compreende um ou mais zeólitos do tipo de estrutura MFI, pelo menos parcialmente contendo ferro, não há nenhuma restrição específica quanto à quantidade de ferro respectivamente contido em zeólitos dos tipos MFI e BEA, em particular no que diz respeito a distribuição da quantidade total de ferro contido em ambos os zeólitos tipo MFI e BEA entre ditos zeólitos tipo MFI e BEA. Assim, a título de exemplo, de acordo com ditas modalidades particulares e preferenciais, a quantidade de ferro contida no um ou mais zeólitos do tipo de estrutura BEA pode variar de 0,01 a 10 % em peso, com base no peso do dito um ou mais zeólitos de tipo de estrutura BEA e a quantidade de ferro no um ou mais zeólitos de tipo de estrutura MFI varia de 0,1 a 15 % em peso, com base no peso de dito um ou mais zeólitos do tipo de estrutura MFI. De acordo com a presente invenção é no entanto preferencial que a quantidade de ferro contido no um ou mais zeólitos do tipo de estrutura BEA varia de 0,05 a 7 % em peso e o um ou mais zeólitos do tipo de estrutura MFI varia de 0,5 a 10 % em peso, mais preferencialmente que o um ou mais zeólitos do tipo de estrutura BEA varia de 0,1 a 5 % em peso, e os zeólitos de um ou mais dos intervalos de tipo de estrutura MFI varia de 1,0 a 7,0 % em peso, mais preferencialmente que o um ou mais zeólitos do tipo de estrutura BEA varia de 0,5 a 2 % em peso, e o um ou mais zeólitos do tipo de estrutura MFI varia de 2,5 a 5,5 % em peso, mais preferencialmente que o um ou mais zeólitos do tipo de estrutura BEA varia de 1 a 1,6 % em peso, o um ou mais zeólitos do tipo de estrutura MFI varia de 3,5 a 4,2 % empeso e até com mais preferencialmente que o um ou mais zeólitos do tipo de estrutura BEA varia de 1.2 a 1.4 % em peso,
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20/44 com base no peso do dito um ou mais zeólitos do tipo de estrutura BEA e os um ou mais zeólitos dos intervalos de tipo de estrutura MFI varia de 3,7 a 4,0 % em peso com base no peso do dito um ou mais zeólitos do tipo de estrutura MFI.
[0050] Portanto, de acordo com formas de realização particularmente preferidas da presente invenção, o catalisador compreende um ou mais zeólitos do tipo de estrutura MFI, [0051] em que a quantidade de Fe na uma ou mais zeólitos do tipo estrutura BEA varia de 0,01 a 10 % em peso com base no peso do referido um ou mais zeólitos, em que preferencialmente a quantidade de Fe em que um ou mais dos zeólitos de tipo de estrutura BEA varia de 0,05 a 7 % em peso, mais preferivelmente de 0,1 a 5 % em peso, mais preferencialmente de 0,3 a 3 % em peso, mais preferivelmente de 0,5 a 2 % em peso, mais preferivelmente de 1 a
1,6 % em peso, e ainda mais preferencialmente de 1,2 a 1,4 % em peso %, e [0052] em que a quantidade de Fe na uma ou mais zeólitos do tipo de estrutura MFI varia de 0,1 a 15 % em peso % com base no peso do dito um ou mais zeólitos, em que preferencialmente a quantidade de Fe em que um ou mais dos zeólitos de tipo de estrutura MFI varia de 0,5 a 10 % em peso, mais preferivelmente de 1,0 a 7,0 % em peso, mais preferencialmente de 2,5 a 5,5 % em peso, mais preferencialmente de 3,5 a 4,2 % em peso, e ainda mais preferencialmente de 3,7 a 4,0 % em peso.
[0053] De acordo com a presente invenção, o catalisador pode ser proporcionado em qualquer forma concebível, por exemplo, por meio de exemplo, sob a forma de um pó, um granulado, ou um monólito. A este respeito, é particularmente preferencial que o catalisador adicionalmente compreenda um substrato, no qual são fornecidos um ou mais zeólitos. Em geral, o substrato pode ser feito de materiais comumente conhecido na técnica. Para esta finalidade, materiais porosos preferencialmente são usados como o material do substrato, nomeadamente cerâmicas e cerâmica, como materiais como
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21/44 cordierita, α-alumina, um silicato de alumínio, cordierita-alumina, carbeto de silício, titanato de alumínio, nitreto de silício, zircônio, mulita, zircão, mulito de zircônio, silicato de zircônio, silimanits, um silicato de magnésio, petalita, espodúmena, sílica-alumina-magnésia e silicato de zircônio, bem como metais refratários porosos e óxidos dos mesmos. De acordo com a presente invenção, metal refratário refere-se a um ou mais metais selecionados do grupo constituído por Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W e Re. O substrato também pode ser formado de materiais compósitos de fibra cerâmica. De acordo com a presente invenção, o substrato é preferencialmente formado de cordierite, carboneto de silício, e/ou de titanato de alumínio e até mesmo mais preferencialmente de cordierite e/ou carboneto de silício.
[0054] Útil para os catalisadores de modalidades da presente invenção os substratos podem também ser metálico na natureza e ser composta de um ou mais metais ou ligas metálicas. Os substratos metálicos podem ser empregados em diversas formas tais como folha onduladas ou forma monolítica. Suportes metálicos apropriados incluem os metais resistentes ao calor e as ligas de metais como o titânio e aço inoxidável, bem como outras ligas em que ferro é um componente substancial ou principal. Tais ligas podem conter um ou mais de níquel, cromo e/ou alumínio, e o montante total destes metais vantajosamente pode incluir pelo menos 15 % em peso da liga, por exemplo, 1025 % em peso de crômio, 3-8 % em peso de alumínio e até 20 % em peso de níquel. As ligas também podem conter pequenas ou vestígios de um ou mais outros metais como o manganês, cobre, vanádio, titânio e afins. A superfície ou os substratos metálicos podem ser oxidados a altas temperaturas, por exemplo, 1000° C e superiores, para melhorar a resistência à corrosão das ligas, formando um óxido camada nas superfícies de substratos.
[0055] Além disso, o substrato de acordo com a presente invenção pode ser de qualquer forma concebível, desde que permita o contato do fluido
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22/44 com pelo menos uma porção dos respectivos um ou mais zeólitos dos tipos de estrutura BEA e CHA e, opcionalmente, do tipo de estrutura MFI presente nele. Preferencialmente, o substrato é um monólito, em que mais preferencialmente o monólito é um monólito de escoamento. Substratos apropriados incluem qualquer um desses materiais normalmente utilizados para a preparação de catalisadores e geralmente, compreende uma estrutura em de favo de mel cerâmica ou de metal. Nesse sentido, o substrato monolítico, contém passagens de corrente de gás paralelas estendendo-se desde uma face de entrada para uma face de saída do substrato, tal que passagens são abertas para o fluxo de fluido (referido como fluxo de favo de mel através de substratos).As passagens, que são essencialmente caminhos retos da sua entrada de fluido para sua saída de fluido, são definidas por paredes sobre as quais o um ou mais zeólitos dos tipos de estrutura BEA e CHA e, opcionalmente, do tipo de estrutura MFI respectivamente são dispostos, para que os gases fluindo através das passagens podem contactá-los. As passagens de fluxo do substrato monolítico são canais de paredes finas, que podem ser de qualquer forma de seção transversal adequada e tamanho tal como trapezoidal, retangular, quadrado, senoidal, hexagonal, oval ou circular. Tais estruturas podem conter até 900 aberturas de entrada de gás (isto é, células) por centímetro quadrado de seção transversal, em que de acordo com presente estruturas preferencialmente tem de 50 a 600 aberturas por polegada quadrada, mais preferencialmente de 300 a 500, e até mesmo mais preferencialmente de 350 a 400.
[0056] Assim, de acordo com uma modalidade preferencial da presente invenção, o catalisador compreende um substrato que é preferencialmente um monólito e mais preferencialmente um substrato de favo de mel, no qual são providos o um ou mais zeólitos.
[0057] De acordo com o modalidades preferenciais adicionais da presente invenção, o substrato é um monólito de fluxo de parede. Para estas
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23/44 modalidades, o substrato é preferencialmente um filtro de fluxo de parede de favo de mel, filtro de fibra enrolado ou embalado, espuma de células abertas ou filtro de metal sinterizado, em que filtros de fluxo de parede são particularmente preferenciais. Quanto o fluxo igualmente preferencial através de monólitos, substratos de fluxo de parede útil tem uma pluralidade de passagens de corrente de gás bem, substancialmente paralelo estendendo-se ao longo do eixo longitudinal do substrato. Normalmente, cada passagem é bloqueada em uma extremidade do corpo do substrato, com passagens alternativas bloqueadas em faces de extremidades opostas. Substratos de fluxo de parede particularmente preferenciais para uso na presente invenção incluem monólitos de favo de mel de paredes porosas finas, através do qual um fluxo de fluido pode passar sem causar um aumento muito grande nas pressão traseira ou pressão através do catalisador. Substratos de fluxo de parede cerâmica usados na presente invenção são preferencialmente formados de um material tendo uma porosidade pelo menos 40%, preferencialmente de 40 a 70% e tendo um tamanho de poro médio de pelo menos 5 microns, preferencialmente de 5 a 30 mícrons. São mais preferencials substratos tendo uma porosidade de pelo menos 50% e tendo um tamanho de poro médio de pelo menos 10 mícrons.
[0058] Assim, de acordo com a presente invenção, o substrato preferencialmente compreendido no catalisador é preferencialmente selecionado a partir do grupo constituído por substratos de passagem de fluxo e substratos de fluxo de parede, mais preferencialmente a partir do grupo consistindo de substratos de escoamento de cordierite e substratos de fluxo de parede e substratos de escoamento de carboneto de silício e substratos de fluxo de parede.
[0059] Em geral, de acordo com modalidades da presente invenção, que adicionalmente compreende um substrato, os zeólitos podem ser providos em qualquer estilo concebível, no qual eles são preferencialmente
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24/44 providos nele sob a forma de uma ou mais camadas que são preferencialmente camadas de revestimento lavável. Em modalidades preferenciais da presente invenção, em que o catalisador compreende uma substrato e duas ou mais camadas, providas nos mesmos, os zeólitos podem ser providos duas ou mais camadas de qualquer maneira possível. Por conseguinte, a presente invenção inclui, por exemplo, tais modalidades preferenciais em que os zeólitos são contidos em apenas uma única das duas ou mais camadas, bem como modalidades em que o zeólito é contida em mais de uma das duas ou mais camadas. Preferencialmente, no entanto, os zeólitos são contidos em uma camada única, independentemente do número de camadas presentes no substrato.
[0060] Assim, de acordo com modalidades preferenciais da presente invenção onde o catalisador é composto por um substrato, é mais preferencial que o catalisador é composto por uma ou mais camadas, preferencialmente camadas de revestimento lavável, provida sobre o substrato, os zeólitos sendo contidos em uma única camada ou duas ou mais camadas separadas, onde preferencialmente os zeólitos são contidos em uma única camada.
[0061] Em novas encarnações da presente invenção compreendendo um substrato e duas ou mais camadas fornecidas a respeito, no qual os zeólitos são contidos em mais de uma das camadas disse, não há nenhuma limitação específica quanto a distribuição do um ou mais zeólitos do tipo de estrutura BEA e CHA entre ditas mais de uma camada que compõem ditos zeólitos. Assim, é principalmente possível de acordo com a presente invenção, que, por exemplo, os zeólitos de tipo BEA e CHA são contidos respectivamente em cada uma das camadas contendo zeólitos, ou que, alternativamente, apenas parte das camadas contendo zeólitos contendo ambos os zeólitos tipo BEA e CHA. Além disso, é possível de acordo com o ditas
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25/44 modalidades adicionais da presente invenção que nenhuma camada única contém ambos zeólitos tipo BEA e CHA, ditos zeólitos sendo adequadamente contidos em camadas separadas do catalisador. De acordo com a presente invenção é, contudo, preferencial que pelo menos uma das camadas em tais modalidades contenha ambos zeólitos de tipo BEA e CHA, em que é ainda mais preferencial que cada das duas ou mais camadas de ditas modalidades contendo os zeólitos também contém ambos os zeólitos BEA e CHA.
[0062] Além disso, de acordo com modalidades particulares da presente invenção em que o catalisador adicionalmente compreende um ou mais zeólitos do tipo de estrutura MFI, não há nenhuma limitação particular quanto à distribuição de um ou vários zeólitos do tipo de estrutura BEA, CHA, e MFI entre as mais de uma camada que compreendem ditos zeólitos em formas de realização preferenciais da presente invenção, em que o catalisador compreende um substrato que tem uma ou mais camadas nele providos. Assim, é principalmente possível de acordo com a presente invenção, que, por exemplo, os zeólitos de tipo BEA e CHA sejam contidos respectivamente em cada uma das camadas contendo zeólitos, ou que, alternativamente, apenas parte das camadas contendo zeólitos contendo ambos os zeólitos tipo BEA e CHA. Além disso, é possível de acordo com o ditas modalidades adicionais da presente invenção que nenhuma camada única contenha ambos zeólitos tipo BEA e CHA, ditos zeólitos sendo adequadamente contidos em camadas separadas do catalisador. De acordo com a presente invenção é, contudo, preferencial que pelo menos uma das camadas em tais modalidades contendo todos os três tipos de zeólitos BEA, CHA e MFI, em que é ainda mais preferencial que cada das duas ou mais camadas de ditas modalidades contendo os zeólitos também contém todos os três dentre zeólitos tipo BEA, CHA e MFI.
[0063] Assim, de acordo com modalidades preferenciais da presente invenção onde o catalisador compreende um substrato sobre o qual o
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26/44 um ou mais zeólitos é provido, é preferencial de acordo com a presente invenção que o catalisador compreende uma ou mais camadas, preferencialmente camadas de revestimento lavável, providas sobre o substrato, os zeólitos sendo contidos em uma única camada ou duas ou mais camadas separadas, em que preferencialmente os zeólitos são contidos em uma camada única.
[0064] Em princípio, os um ou mais zeólitos do tipo de estrutura BEA e CHA podem ser respectivamente presentes no catalisador em qualquer quantidade concebível, desde que um catalisador aprimorado de acordo com a presente invenção pode ser obtido. Assim, a título de exemplo, os um ou mais zeólitos do tipo de estrutura CHA podem estar presentes no catalisador em um carregamento que varia de 0,5 a 5 g/in 3, em que o carregamento preferencialmente varia de 0,9 a 3,5 g/in 3, mais preferencialmente de 1,2 a 3 g/in 3, mais preferencialmente de 1,5 a 2,5 g/in 3, mais preferencialmente de 1,75 a 2,25 g/in 3e ainda mais, preferencialmente de 1,9 a 2,1 g/in 3. Por mais maneira do exemplo e independentemente disso, o um ou mais zeólitos do tipo de estrutura a BEA podem estar presentes no catalisador em um carregamento que variam de 0,05 a 5 g/in 3, em que o carregamento preferencialmente varia de 0,1 a 3 g/in 3, mais preferencialmente de 0,3 a 2,5 g/in 3, mais preferencialmente de 0,5 a 2 g/in 3, mais preferencialmente de 0,7 a 1,5 g/in 3, mais preferencialmente de 0,8 a 1,2 g/in 3 e ainda mais, preferencialmente de 0,9 a 1 g/in 3. Em particular, as respectivos carregamentos de zeólitos de tipo BEA e CHA podem ser independentes um do outro, no sentido de que os intervalos de carregamento particular e preferencial podem se aplicar tanto para os zeólitos tipo BEA ou aos zeólitos CHA, em que o carregamento do um ou mais zeólitos pertencentes a outro tipo de estrutura respectivamente não particularmente limitado, e podem, portanto, estar presente em qualquer carregamento.
[0065] Além disso, de acordo com modalidades particulares e preferenciais da presente invenção compreendendo um ou mais zeólitos do tipo
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27/44 de estrutura MFI, o um ou mais zeólitos do tipo de estrutura BEA, CHA e MFI podem ser respectivamente presentes no catalisador em qualquer quantidade concebível, desde que um catalisador aprimorado de acordo com a presente invenção pode ser obtido. De acordo com ditas modalidades particulares e preferenciais, é contudo preferencial que o carregamento de um ou mais zeólitos do tipo de estrutura a BEA podem estar presentes no catalisador em um carregamento que variam de 0,05 a 5 g/in 3, em que o carregamento preferencialmente varia de 0,1 a 3 g/in 3, mais preferencialmente de 0,3 a 2,5 g/in 3, mais preferencialmente de 0,5 a 2 g/in 3, mais preferencialmente de 0,7 a 1,5 g/in 3, mais preferencialmente de 0,8 a 1,2 g/in 3 e ainda mais, preferencialmente de 0,9 a 1 g/in 3. De acordo com ditas modalidades particularmente preferenciais, não há nenhuma restrição específica quanto à respectiva quantidade de um ou mais zeólitos do tipo de estrutura BEA e MFI. Assim, a título de exemplo, os respectivos montantes do um ou mais zeólitos dos tipos de estrutura BEA e/ou MFI podem variar em qualquer posição de 0,025 para 2,5 g/in 3, onde preferencialmente o um ou mais zeólitos de tipos de estrutura BEA e/ou MFI variam de 0,05 a 1,5 g/in 3, mais preferencialmente de 0,15 a 1,25 g/in 3, mais preferencialmente de 0,25 a 1 g/in 3, mais preferencialmente de 0.35 a 0,75 g/in 3, mais preferencialmente de 0,4 a 0,6 g/in 3 e ainda mais, preferencialmente de 0,45 a 0,5 g/in 3. De acordo com uma modalidade particularmente preferencial da presente invenção, o um ou mais zeólitos do tipo de estrutura a BEA, bem como os zeólitos do tipo de estrutura MFI são contidos no catalisador inventivo em um carregamento de cerca 0,475 g/in 3, respectivamente.
[0066] A título de exemplo adicional e independentemente disso, o um ou mais zeólitos do tipo de estrutura BEA podem estar presentes no catalisador em um carregamento que variam de 0,05 a 5 g/in 3, em que o carregamento preferencialmente varia de 0,1 a 3 g/in 3, mais preferencialmente de 0,3 a 2,5 g/in 3, mais preferencialmente de 0,5 a 2 g/in 3, mais
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28/44 preferencialmente de 0,7 a 1,5 g/in 3, mais preferencialmente de 0,8 a 1,2 g/in 3 e ainda mais, preferencialmente de 0,9 a 1 g/in 3. Em particular, as respectivos carregamentos de zeólitos de tipo BEA e CHA podem ser independentes um do outro, no sentido de que os intervalos de carregamento particular e preferencial podem se aplicar tanto para os zeólitos tipo BEA ou aos zeólitos CHA, em que o carregamento do um ou mais zeólitos pertencentes a outro tipo de estrutura respectivamente não particularmente limitado, e podem, portanto, estar presente em qualquer carregamento.
[0067] Portanto, de acordo com a presente invenção é preferencial que no catalisador inventivo o carregamento dos um ou mais zeólitos do tipo de estrutura BEA, ou se o catalisador compreende um ou mais zeólitos do tipo de estrutura MFI, então o carregamento total do um ou mais zeólitos do tipo de estrutura BEA e do um ou mais zeólitos do tipo de estrutura MFI, varia de 0,05 a 5 g/in 3, mais preferencialmente de 0,1 a 3 g/in 3, mais preferencialmente de 0,3 a 2,5 g/in 3, mais preferencialmente de 0,5 a 2 g/in 3, mais preferencialmente de 0,7 a 1,5 g/in 3, mais preferencialmente de 0,8 a 1,2 g/in 3 e ainda mais, preferencialmente de 0,9 a 1 g/in 3.
[0068] Além do catalisador acima mencionado, a presente invenção refere-se também ao sistema de tratamento de um corrente de gás de exaustão. Em particular, o sistema de tratamento da presente invenção compreende um motor de combustão interna, que é, preferencialmente, um motor de queima pobre, e ainda mais preferencialmente um motor a diesel. De acordo com a presente invenção, é no entanto também possível usar um motor a gasolina de queima pobre no dito sistema de tratamento.
[0069] Além disso, o sistema de tratamento de acordo com a presente invenção compreende um conduíte de gás de exaustão que está em comunicação fluida com o motor de combustão interna. A este respeito, qualquer
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29/44 conduíte concebível pode ser usada, desde que seja capaz de conduzir os gases de escape de um motor de combustão interna e pode resistir suficientemente as temperaturas e as espécies químicas encontradas nos gases de escape de um motor de combustão interna, em particular de uma magra queimar motor tais como um motor a diesel. Na acepção da presente invenção, a comunicação fluida entre o conduíte de gás de exaustão e o motor de combustão interna significa que o sistema de tratamento permite a passagem constante dos gases de escape do motor para o conduíte.
[0070] De acordo com o sistema de tratamento de gás de exaustão da presente invenção, o catalisador está presente no conduíte de gás de exaustão. Em geral, o catalisador pode ser fornecido no conduíte de gás de exaustão em qualquer forma imaginável, desde que está presente dentro do conduíte de gás de exaustão no sentido de que ele pode ser contatado pelo gás de exaustão passando através do dito conduíte. Preferencialmente, o catalisador é fornecido no conduíte de gás de exaustão sobre um substrato tal como descrito no presente pedido, e em particular num substrato de favo de mel, que é preferencialmente, ou um fluxo contínuo ou um substrato de favo de mel de parede de fluxo.
[0071] Assim, a presente invenção também se relaciona a um sistema de tratamento de gás de exaustão compreendendo um motor de combustão interno e um conduíte de gás de exaustão em comunicação fluida com o motor de combustão interno, em que um catalisador de acordo com a presente invenção no conduíte de gás de exaustão, e em que o motor de combustão interno é preferencialmente um motor de queima pobre, e mais preferencialmente um motor a diesel.
[0072] A este respeito e independentemente do mesmo, a presente invenção também se relaciona com modalidades em que o catalisador inventivo é compreendido em um sistema de tratamento de gás de exaustão
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30/44 compreendendo um motor de combustão interna e uma conduíte de gás de exaustão em comunicação fluida com o motor de combustão interna, no qual dito catalisador está presente na canalização de gás de exaustão, e onde o motor de combustão interna preferencialmente é um motor de queimadura pobre e mais preferencialmente um motor diesel.
[0073] De acordo com modalidades preferenciais da presente invenção, mais o sistema de tratamento de gás de exaustão compreende um meio de introdução de um redutor no corrente de gás de exaustão, em que dito meio está localizado a montante do catalisador zeólito BEA/CHA inventivo. Em particular, é preferencial que um meio de introdução de amônia e/ou ureia no conduíte de gás de exaustão seja provido. A este respeito, qualquer meio conhecido pela pessoa versada na técnica pode ser provido, em particular aqueles comumente aplicados a sistemas de tratamento de gás de exaustão operando com métodos SCR ativos, necessitando a introdução direta de redutores ditos redutores. De acordo com modalidades particularmente preferenciais, o redutor que preferencialmente compreende amônia e/ou ureia é introduzido por meio de um bico de injeção preferencialmente no duto gás de exaustão contra a corrente de catalisador inventivo.
[0074] Na acepção da presente invenção, o sistema de tratamento de gás de exaustão pode convenientemente mais compreendem quaisquer componentes adicionais para o tratamento eficaz de um gás de exaustão. Em particular, dito sistema preferencialmente ainda compreende um catalisador de oxidação ou um filtro de fuligem catalisada (CSF) ou ambos um catalisador de oxidação e um CSF. De acordo com as ditas modalidades, o catalisador de oxidação e/ou o CSF também estão presente dentro do conduíte de gás de exaustão.
[0075] Na presente invenção, qualquer CSF apropriado pode ser usado, visto que isto pode efetivamente oxidar fuligem que pode estar contido
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31/44 no gás de exaustão. Para este efeito, o CSF da presente invenção preferencialmente compreende um substrato revestido com uma camada de revestimento de lavagem contendo um ou mais catalisadores para a queima de fuligem presa e/ou emissões de fluxo de corrente de gás de exaustão. Em geral, O catalizador queimando fuligem pode ser qualquer catalisador para a combustão de fuligem conhecido. Por exemplo, o CSF pode ser revestido com um ou mais óxidos refratários em área de superfície (como por exemplo, alumina, sílica, alumina sílica, zircônia e alumina zircônia) e/ou com um catalisador de oxidação (como por exemplo um ceria-zircônia) para a combustão de hidrocarbonetos não queimados e a algum grau de matéria particulada. No entanto, preferencialmente o catalisador queimando fuligem é um catalisador de, constituído por um ou mais catalisadores de metais preciosos, dito um ou mais catalisadores de metais preciosos, preferencialmente, composto por um ou mais metais selecionados do grupo consistindo de platina, paládio e ródio.
[0076] Sobre o catalisador de oxidação preferencialmente compreendido no sistema de tratamento de gás de exaustão em vez de ou além de um CSF, qualquer catalisador de oxidação pode ser utilizado para este efeito, que é apropriado para oxidar hidrocarbonetos não queimados, CO, e/ou não de x formada nos gases de escape. Em particular, catalisadores de oxidação são preferenciais os quais compreendem um ou mais catalisadores de metais preciosos, dito um ou mais catalisadores de metais preciosos, preferencialmente, compostos por um ou mais metais selecionados do grupo consistindo de platina, paládio e ródio. De acordo com modalidades particularmente preferenciais da presente invenção, em que o motor de combustão interna do sistema de tratamento de gás de exaustão é um motor a diesel, o catalisador de oxidação é preferencialmente é um catalisador de oxidação a diesel. Em especial, na acepção da presente invenção, um catalisador de oxidação a diesel refere-se a qualquer catalisador de oxidação,
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32/44 que é particularmente bem adaptado à oxidação do gás de exaustão do diesel, em particular, no que diz respeito às temperaturas e à composição de gás de exaustão de diesel encontrado no seu tratamento.
[0077] De acordo com incorporações particularmente preferenciais, o sistema de tratamento de gás de exaustão compreende um CSF e até mais preferencialmente um CSF e um catalisador de oxidação. Ainda mais preferencialmente, o sistema de tratamento de gás de exaustão gases de escape gás compreende um CSF e um catalisador de oxidação de diesel.
[0078] A princípio, em modalidades do sistema de tratamento de gás de exaustão que adicionalmente compreender um catalisador de oxidação e/ou um CSF, ditos componentes adicionais podem estar presentes no conduíte de gás de exaustão em qualquer ordem e qualquer posição nele, desde que o tratamento eficaz de um gás de exaustão possa ser provido. Em particular, no entanto, a presença e/ou ordem e/ou localização de ditos componentes adicionais podem depender do tipo, do estado, em especial no que diz respeito a temperatura e a pressão dos mesmos e sobre a composição média do gás de exaustão, que é tratada. Assim, dependendo da aplicação do sistema de tratamento de gás de exaustão, a presente invenção inclui modalidades preferenciais em que o catalisador de oxidação e/ou o CSF estão localizados a montante ou a jusante do catalisador zeólito BEA/CHA inventivo, bem como modalidades preferenciais que compreendem tanto um catalisador de oxidação e um CSF, em que o catalisador de oxidação está localizado a montante e o CSF a jusante do mesmo, ou em que, vice-versa, o CSF está localizado a montante e o catalisador de oxidação a jusante dos mesmos. De acordo com modalidades particularmente preferenciais da presente invenção, o catalisador de oxidação e/ou o CSF está localizado o montante do catalisador zeólito BEA/CHA inventivo, onde até mesmo mais preferencialmente, o sistema de tratamento de gás de exaustão compreende tanto um catalisador de oxidação e um CSF a montante
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33/44 do catalisador zeólito BEA/CHA inventivo. Na acepção da presente invenção, a montante e a jusante se relaciona com a direção do fluxo dos gases de escape através do conduíte de gás de exaustão em comunicação fluida com o motor de combustão interna.
[0079] Assim, dependendo da aplicação do sistema de tratamento de gás de exaustão, como definido acima, dito sistema de tratamento de gás de exaustão adicionalmente compreende um catalisador de oxidação e / ou um filtro de fuligem catalisada (CSF), em que o catalisador de oxidação e / ou o CSF são preferencialmente localizados a montante do catalisador zeólito BEA/CHA inventivo, e em que o catalisador de oxidação é um catalisador de oxidação de diesel (DOC) em casos em que o motor de combustão interna é um motor a diesel.
[0080] Além disso, conforme descrito no que precede, o sistema de tratamento de gás de exaustão preferencialmente inclui ainda um meio de introduzir um redutor para a canalização de gás de exaustão, dito meio sendo localizado a montante de catalisador zeólito BEA/CHA inventivo. Em particular, dito meio permite a introdução de um redutor compreendendo amônia e/ou ureia no conduíte de gás de exaustão. Por conseguinte, a presente invenção também se refere a um sistema de tratamento de gás de exaustão, em que para além de ou em vez de, compreende ainda um catalisador de oxidação e / ou um filtro de fuligem catalisada (CSF), respectivamente, preferencialmente, localizado a montante do catalisador zeólito BEA / CHA inventivo, o catalisador de oxidação sendo um catalisador de oxidação de diesel (DOC), em casos em que o motor de combustão interna é um motor a diesel, o dito sistema compreende ainda um meio de introdução de um agente de redução, preferencialmente constituído por amoníaco e / ou ureia para dentro da conduíte de gás de exaustão, o dito meio sendo localizado a montante do catalisador zeólito BEA / CHA inventivo.
[0081] De acordo com modalidades preferenciais adicionais da
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34/44 presente invenção, o sistema de tratamento de gás de exaustão compreende um catalisador de deslizamento de amônia localizado a jusante do catalisador zeólito BEA/CHA para oxidar amônia em excesso e/ou ureia, que não tenha reagido no SCR. Sobre o catalisador de deslizamento de amônia preferencial, dito catalisador pode ser fornecido no conduíte de gás de exaustão, de qualquer maneira comumente conhecida na técnica, desde que ela efetivamente pode oxidar dita amônia em excesso e/ou ureia. Em particular, ditas modalidades preferenciais envolvem um sistema de tratamento de gás de exaustão de acordo com a presente invenção que inclui um meio de introduzir um redutor no conduíte de gás de exaustão, conforme definido no acima citado.
[0082] Além de uma catalisador e de um sistema de tratamento de gás de exaustão compreendendo referido catalisador bem como um processo para o tratamento de uma corrente de gás compreendendo NOx utilizando referido catalisador também. Em geral, no processo da presente invenção, qualquer corrente de gás adequada de compreendendo NOx podem ser empregada, desde que o seu estado e a composição sejam ambos adequados para ser tratado quando em contato com um catalisador zeólito BEA/CHA, de acordo com a presente invenção, onde preferencialmente dito tratamento envolve pelo menos em parte a redução catalítica seletiva de pelo menos parte do NOx contida no dito gás. Para essa finalidade, a corrente de gás usada no processo inventivo preferencialmente contém pelo menos um redutor, que é preferencialmente, amônia e/ou qualquer precursor de amônia como ureia e/ou carbamato de amônio, ureia, sendo composta preferencialmente no precursor amônia. De acordo com outras modalidades do processo inventivo, no entanto, a corrente de gás usada também pode conter hidrocarbonetos e/ou derivados de hidrocarbonetos, tais como hidrocarbonetos oxigenados, como por exemplo aqueles que podem ser encontrados em combustíveis de veículos a motor e/ou em gás de exaustão de veículos automotivos, em particular, no combustível
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35/44 diesel e / ou gás de exaustão. Ditos redutores adicionais podem estar contidos no gás tratado no processo inventivo tanto em adição a amônia, ou, segundo outras modalidades, podem também ser contidos em vez de amônia. De acordo com a presente invenção, é no entanto particularmente preferencial que o gás compreenda amônia e/ou ureia como agente de redução para o tratamento das emissões de gases de escape, em particular através do SCR.
[0083] Assim, a presente invenção refere-se também a um processo para o tratamento de um corrente de gás, compreendendo NOx , conforme definido na presente aplicação, onde a corrente de gás é composta por amônia e/ou ureia.
[0084] Em relação ao conteúdo do redutor na corrente de gás, dito redutor preferencialmente composto por amônia e/ou ureia, não há nenhuma limitação específica a este respeito, desde que pelo menos parte do NOx do referido gás possa ser reduzida por SCR quando entrar em contato com o catalisador zeólito BEA/CHA da presente invenção. No entanto é preferencial que dito conteúdo não derive consideravelmente da quantidade de redutor necessário para a conversão máxima de NOx pelo catalisador. A este respeito, a máxima conversão reflete a quantidade máxima de NOx , que pode ser convertido pelo SCR em um ponto determinado momento no processo inventivo, ou seja, em relação ao real estado e condição de ambos o catalisador e o gás a ser tratado mediante entrara em contato com o mesmo, e em particular, dependendo do conteúdo do redutor e, preferencialmente, dependendo da quantidade de amônia e/ou ureia nele contidas. Consequentemente, a conversão máxima de NOx reflete diretamente a quantidade máxima de redutor, e preferencialmente de amônia ou ureia, que pode reagir com NOx do processo de SCR em um ponto determinado do tempo.
[0085] De acordo com modalidades preferenciais da presente invenção, o corrente de gás usado no processo inventivo preferencialmente é
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36/44 uma corrente de gás de exaustão compreendendo NOx. A este respeito, não há nenhuma limitação específica sobre o processo que leva a tal um corrente de gás de exaustão, visto que seja adequado ao tratamento com o catalisador zeólito BEA/CHA, de acordo com a presente invenção, ou pode ser processado em uma corrente de gás adequada para tratamento com tal um catalisador. De acordo com o processo inventivo é mais preferencialmente que o corrente de gás de exaustão seja uma corrente de gás de exaustão resultante de um motor de combustão interna e ainda mais, preferencialmente de um motor de queima pobre. De acordo com incorporações particularmente preferenciais, a corrente de gás de exaustão é um corrente de gás de exaustão do motor a diesel.
[0086] No processo de acordo com a presente invenção, o corrente de gás está em contato com o catalisador zeólito BEA/CHA inventivo para tratamento dos mesmos, no qual o dito contato é alcançado por conduzir a corrente de gás sobre o catalisador, ou conduzir a corrente de gás através do catalisador. Dito contato pode, no entanto, também ser alcançado através da condução do corrente de gás ao longo e através do catalisador inventivo. Segundo modalidades preferenciais, a corrente de gás é também conduzida sobre o catalisador, em que o catalisador preferencialmente compreende um substrato de escoamento para essa finalidade, ou o corrente de gás é conduzido através do catalisador, em que, nesse caso, o catalisador preferencialmente compreende um substrato de fluxo de parede. Ao usar um substrato de fluxo de parede, no entanto, há casos em que, dependendo das condições de processo e da forma específica e dimensões do catalisador, pelo menos uma parte do corrente de gás pode também ser conduzida sobre o catalisador. De acordo com modalidades particularmente preferenciais do processo inventivo, o catalisador utilizado no processo inventivo também compreende um substrato de favo de mel de fluxo de parede ou um substrato de favo de mel de escoamento.
[0087] Assim, a presente invenção refere-se também a um
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37/44 processo para o tratamento de uma corrente de gás compreendendo NOx compreendendo conduzir dita corrente de gás ao longo e / ou através de um catalisador zeólito BEA/CHA de acordo com o presente invento, em que a corrente de gás exaustão é preferencialmente uma corrente de gás de exaustão, mais preferencialmente uma corrente de gás de exaustão provenientes de um motor de combustão interna, e ainda mais preferencialmente uma corrente de gás de exaustão de motores a diesel.
[0088] No processo da invenção, não há nenhuma limitação particular quanto à quantidade de NOx contido na corrente de gás, em que, preferencialmente, a montante dos mesmos nas correntes de gás utilizado no processo da invenção não deve exceder 10 % em peso com base no peso total do gás de exaustão, e mais preferencialmente não exceda 1% em peso, mais preferencialmente 0,5 % em peso, mais preferencialmente 0,1% em peso, mais preferencialmente 0,05 % em peso, mais preferencialmente 0,03 % em peso, e ainda mais preferencialmente não exceda 0,01 % em peso.
[0089] Sobre a composição específica da fração NOx contida na corrente de gás, tratada no processo inventivo, não há nenhuma limitação quanto ao tipo ou o conteúdo de gases específicos de gases de óxido nitroso NOx nela contidas. Segundo incorporações específicas da presente invenção, é no entanto preferencialmente que o conteúdo de NO2em relação ao conteúdo de NOx total é 80% em peso ou menos com base em 100 % em peso de NOx, em que mais preferencialmente o conteúdo de NO2 é compreendido no intervalo de 5 a 70 % em peso, mais preferencialmente de 10 a 60 % em peso, mais preferencialmente de 15 a 55 % em peso e ainda mais preferencialmente de 20 a 50 % em peso.
[0090] Em geral, a composição da corrente de gás usado no processo inventivo como definido no presente pedido refere-se a corrente de gás antes da sua utilização no processo inventivo e em particular antes de contatar
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38/44 o mesmo com o catalisador. Preferencialmente, no entanto, dita composição se refere à composição de corrente de gás imediatamente antes de entrar em contato com o catalisador, ou seja, imediatamente antes de seu tratamento começar por conversão química catalisada do mesmo.
[0091] Assim, a presente invenção também se relaciona a um processo para o tratamento de uma corrente de gás compreendendo NOx, tal como definido no presente pedido, em que, antes do contato do catalisador com a corrente de gás, o conteúdo de NO2 do mesmo é 80 % em peso ou menos com base em 100 % em peso de NOx, em que preferencialmente o conteúdo de NO2 é compreendido no intervalo de 5 a 70 % em peso, mais preferencialmente de 10 a 60 % em peso, mais preferencialmente de 15 a 55 % em peso, e ainda mais preferencialmente de 20 a 50 % em peso.
[0092] O catalisador de acordo com a presente invenção pode ser facilmente preparado por processos bem conhecidos no estado da técnica. Um processo representativo é definido abaixo. Como usado aqui, o termo revestimento de lavagem tem seu significado usual na técnica de um revestimento fino e aderente de um catalisador ou outro material aplicado a um material portador de substrato, como um membro portador de tipo favo de mel, que preferencialmente é suficientemente poroso para permitir a passagem pior através dele do corrente de gás a ser tratado.
[0093] Os vários componentes de zeólito do catalisador podem ser aplicados ao substrato, como as misturas de um ou mais componentes em etapas sequenciais de forma que será facilmente evidente para os versados na técnica de fabricação de catalisador. Um método típico de fabricação do catalisador da presente invenção é fornecer respectivamente pelo menos um zeólito de tipo de estrutura BEA contendo ferro (Fe), o pelo menos um zeólito adicional do tipo de estrutura CHA contendo cobre (Cu) e, opcionalmente, pelo menos um zeólito do tipo de estrutura MFI contendo ferro (Fe) como um
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39/44 revestimento ou camada de revestimento de lavagem nas paredes de um substrato de favo de mel de fluxo de parede. De acordo com determinadas modalidades preferenciais da presente invenção, os zeólitos são fornecidos em um único revestimento de lavagem no substrato.
[0094] O catalisador de acordo com a presente invenção é no entanto preferencialmente preparados através da utilização adicional de pelo menos um ligante, em que qualquer ligante concebível utilizado na técnica da fabricação de catalisador, e em especial na arte da fabricação de catalisador SCR automotivo, pode ser utilizado. A este respeito, um ligante sílica-alumina é, por exemplo, preferencialmente usado para a preparação do catalisador inventivo, em que dito ligante pode ser provido juntamente com um ou mais dos componentes do zeólito e preferencialmente é fornecido juntamente com os componentes de zeólito em uma ou mais revestimentos tintas sobre um substrato, mais preferencialmente em uma ou mais camadas de revestimento de lavagem.
[0095] Para preparar o catalisador inventivo, os componentes de uma ou possivelmente mais camadas de revestimento de lavagem podem respectivamente ser processadas por uma lama, preferencialmente por uma lama aquosa. O substrato pode então ser imerso sequencialmente nas respectivas lamas para aplicar o revestimento de lavagem individual, após o qual a lama em excesso é removido para prover um revestimento fino das duas lamas nas paredes do substrato. O substrato revestido é então seco e preferencialmente calcinado para fornecer um revestimento aderente do respectivo componente para as paredes do substrato. Assim, por exemplo, depois de fornecer uma primeira camada de revestimento de lavagem no substrato, e preferencialmente secando e/ou promovendo calcinação do substrato revestido, o substrato revestido resultante pode então ser imerso em uma lama adicional para formar uma segunda camada de revestimento de
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40/44 lavagem depositada sobre a primeira camada de revestimento de lavagem. Novamente, o substrato pode então ser seco e/ou calcinado e eventualmente revestido com um terceiro revestimento de lavagem, que novamente pode subsequentemente ser seco e/ou calcinado para fornecer um catalisador acabado de acordo com uma modalidade da presente invenção. Sobre as etapas de secagem, lavagem e calcinação do catalisador revestido desta forma, estas podem ser respectivamente efetuadas da forma conhecida na técnica de manufatura do catalisador, em particular sobre os solventes e/ou soluções utilizadas para lavar o catalisador revestido, bem como sobre a temperatura, a duração e a atmosfera empregadas nas etapas de secagem e calcinação, respectivamente. No que se refere a etapa de calcinação, qualquer temperatura possível pode ser usada nela, desde que o processo leva para as transformações desejadas no catalisador sem causar qualquer deterioração substancial ou notável da estabilidade catalisadores, em particular no que respeita à sua utilização no SCR. Assim, em certos casos, a temperatura de calcinação não excederá 700° C, preferencialmente 650° C, mais preferencialmente a 600° C e ainda mais preferencialmente não poderá exceder a 550° C. Assim, calcinação por exemplo pode ser conduzida a uma temperatura compreendida na faixa de 500° C a 650° C, preferencialmente de 550° C a 600° C, mais preferencialmente 570° C a 590° C, mais preferencialmente e ainda mais preferencialmente a uma temperatura compreendida no intervalo de 575 °C a 585° C.
[0096] Ao preparar o catalisador inventivo da maneira acima mencionada, é no entanto preferencial que nenhuma lavagem das camadas de revestimento de lavagem é executada após a aplicação e secagem opcional do mesmo.
[0097] Nesse sentido, o catalisador da presente invenção pode ser preparado de acordo com um processo compreendendo
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41/44 (a) prover pelo menos um zeólito de tipo de estrutura BEA, pelo menos um zeólito adicional selecionado a partir de zeólitos do tipo estrutura CHA, e opcionalmente um ou mais zeólitos do tipo de estrutura MFI, em que pelo menos parte de um ou mais zeólitos do tipo de estrutura BEA contêm ferro, em que pelo menos parte de um ou mais zeólitos adicionais do tipo de estrutura CHA contêm cobre, e em que pelo menos parte de um ou mais dos zeólitos do tipo de estrutura MFI contêm ferro:
(b) preparar uma ou mais composições de revestimento de lavagem respectivamente, composto por um ou mais dos zeólitos;
(c) aplicar as um ou mais composições de revestimento de lavagem em uma mais de respectivas camadas sobre o substrato, no qual uma etapa de secagem é opcionalmente realizada após a respectiva aplicação de uma ou mais das camadas individuais;
(d) opcionalmente, de lavagem e/ou secagem do substrato revestido, onde o substrato revestido preferencialmente não é lavado; e (e) opcionalmente, submeter o substrato revestido a um processo de calcinação.
Figuras [0098] Figura 1 apresenta resultados de testes NEDC das composições de catalisador de acordo com os Exemplos 1 e 2 e Exemplo Comparativo 3, respectivamente, em que o período de testes em segundos é plotado no eixo x e as emissões de NOx em gramas NOx é plotado no eixo y, e em que o plano de fundo exibe o curso prescrito legalmente de NEDC testes ao longo do período de tempo em termos de variação da velocidade do veículo a motor, como constantes na Diretiva da União Europeia 70/220/EEC.
Exemplos
Exemplo 1 [0099] Uma composição do catalisador foi preparada
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42/44 compreendendo 2 g/in 3 de um zeólito do tipo de estrutura CHA, dito zeólito tipo CHA tendo uma proporção de sílica para alumina (SAR) de aproximadamente 30 e contendo 3 % em peso de cobre com base no peso total do zeólito tipo CHA, 0,475 g/in 3 de um zeólito do tipo de estrutura BEA, dito zeólito tipo BEA tendo uma proporção de sílica para alumina de aproximadamente 40 e contendo 1,3 % em peso de ferro com base no peso total do zeólito tipo BEA, 0,475 g/in 3 de um zeólito do tipo de estrutura MFI, dito zeólito tipo MFI tendo uma proporção de sílica para alumina de aproximadamente 26 e que contenham 3,8 % em peso de ferro com base no peso total de zeólito do tipo MFI e 0,1 g/in3 de um fichário de zirconil.
Exemplo 2 [00100] Uma composição catalisadora foi preparada compreendendo 2 g / in3 de um zeólito do tipo de estrutura CHA, dito zeólito do tipo CHA tendo uma proporção de sílica para alumina (SAR) de cerca de 30 e contendo de 3 % em peso de cobre com base no peso total do zeólito tipo CHA, 0,95 g / in3 de um zeólito do tipo de estrutura BEA, dito zeólito tipo BEA tendo uma proporção de sílica para alumina de cerca de 26 e contendo 2,3 % de ferro com base no peso total da zeólito tipo BEA e 0,1 g / in3 de um ligante zirconil.
Exemplo Comparativo 3 [00101] Uma composição catalisadora foi preparada compreendendo 1,35 g/in 3 de um zeólito do tipo de estrutura CHA, dito zeólito tipo CHA tendo uma proporção de sílica para alumina (SAR) de aproximadamente 30 e contendo 3 % em peso de cobre com base no peso total do zeólito tipo CHA, 1,35 g/in 3 de um zeólito do tipo de estrutura MFI, dito zeólito tipo MFI tendo uma proporção de sílica para alumina de aproximadamente 26 e que contenham 3,8 % em peso de ferro com base no peso total de zeólito do tipo MFI e 0,3 g/in3 de um ligante de sílica-alumina.
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43/44
Testes de desempenho de SCR [00102] Desempenhos de NOx de catalisadores SCR foram avaliados em condições transientes usando o Novo Ciclo de Direção Europeu, também referido como o ciclo MVEG (Grupo de Emissões do Veículo a Motor). Em particular, condições de teste eram tais, que a fração NOx da corrente de gás de exaustão continha menos de 30 % em peso de NO2 com base no conteúdo NOx total.
[00103] Para testar, as composições de catalisador de acordo com os Exemplos 1 e 2 e Exemplo Comparativo 3 foram respectivamente revestida sobre um substrato de favo de mel de 5,66x5,66''x6 tendo um volume de 2,5 L, uma densidade celular de 400 células por polegada quadrada, e uma espessura de parede de cerca de 100 pm (4 mil). As amostras de catalisador preparadas desta forma então foram testadas em um sistema de tratamento de gás de exaustão com um catalisador de oxidação de diesel (DOC) e um filtro de fuligem catalisada (CSF) respectivamente situados a montante do catalisador testado.
[00104] Os resultados dos testes de catalisador NEDC são mostrados na Figura 1. Assim, como pode ser extraído da referida figura, o catalisador inventivo, de acordo com os Exemplos 1 e 2, que contém uma combinação de zeólitos tipo CHA e BEA apresentam um desempenho claramente aprimorado em comparação com a amostra do catalisador do Exemplo Comparativo 3 que contém apenas zeólito tipo CHA. Em particular, quando se considera os resultados exibidos na Figura 1, onde o nível de emissões de NOx é plotado em função do período do período de testes de NEDC, os exemplos inventivos 1 e 2 mostram um desempenho de conversão superior comparado ao Exemplo Comparativo 3 de ambos durante o período de 0-800s correspondente ao ciclo de direção Europeu antigo (ECE-15), bem como durante o período de teste de 800 a 1200s, correspondente à parte extra-urbana do ciclo de direção envolvendo maior velocidade espacial e maior fluxo de massa de NOx.
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44/44 [00105] Por conseguinte, o catalisador de acordo com a presente invenção mostra um desempenho claramente superior em SCR em comparação com um catalisador de acordo com o Exemplo Comparativo 3 e, como tal, é particularmente bem adaptado às condições reais de direção encontradas em uso de veículo a motor, como refletido nos testes NEDC. Em particular, estes excelentes resultados podem ser atribuídos ao uso de uma combinação específica de materiais de zeólito tipo CHA e BEA conforme definido pelo catalisador da presente invenção.
Documentos citados do Estado da Técnica
- US 6,345,496 B1
- WO 99/39809 A1
- EP 1 961 933A1
- EP 1 147 801A1
- EP 2 123 614A2
- US 7,332,148B2
- WO 2008/106519A1
- EP 1 579 911 A1
- US 2003/0143141A1
- WO 2004/047960A1
Claims (13)
1/4
Reivindicações
1. CATALISADOR, preferivelmente para uso em redução catalítica seletiva (SCR), caracterizado por compreender:
um ou mais zeolitos do tipo de estrutura BEA, um ou mais zeolitos do tipo de estrutura CHA,e um ou mais zeolitos do tipo de estruturaMFI, em que pelo menos parte do um ou mais zeolitos do tipode estrutura BEA contém ferro (Fe), em que pelo menos parte do um ou mais zeolitos do tipode estrutura CHA contém cobre (Cu), e em que pelo menos parte do opcional um ou mais zeolitos do tipo de estrutura MFI contém ferro (Fe), em que um ou mais dos zeolitos, e preferivelmente todos dos zeolitos, compreendem tanto Al quanto Si em suas respectivas molduras de zeolito, em que a razão de peso total do um ou mais zeolitos do tipo de estrutura BEA e do um ou mais zeolitos do tipo estrutura MFI, para o peso do um ou mais dos zeolitos do tipo de estrutura CHA, variar de 0,1 a 1, em que a razão molar de sílica para alumina (SAR) no um ou mais zeolitos do tipo de estrutura BEA varia de 35 a 45, em que a razão molar de sílica para alumina (SAR) no um ou mais zeolitos do tipo de estrutura MFI varia de 23 a 30, em que a razão molar de sílica para alumina (SAR) no um ou mais zeolitos do tipo de estrutura CHA varia de 25 a 35, em que a quantidade de Fe no um ou mais zeolitos do tipo de estrutura BEA varia de 1 a 1,6 % em peso, com base no peso do referido um ou mais zeolitos, em que a quantidade de Fe no um ou mais zeolitos do tipo de
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2/4 estrutura MFI varia de 3,5 a 4,2 % em peso, com base no peso do referido um ou mais zeolitos, e em que a quantidade de Cu no um ou mais zeolitos do tipo de estrutura CHA varia de 2,7 a 3,3 % em peso com base no peso do referido um ou mais zeolitos.
2. CATALISADOR, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela razão do peso total do um ou mais zeolitos do tipo de estrutura BEA e do um ou mais zeolitos do tipo de estrutura MFI para o peso do um ou mais dos zeolitos do tipo de estrutura CHA, variar de 0,45 a 0,5, preferivelmente de 0,47 a 0,48.
3. CATALISADOR, de acordo com qualquer uma das reivindicaçãos 1 a 2, caracterizado pelo referido catalisador adicionalmente compreender um substrato, preferivelmente um substrato de favo de mel, sobre o qual o um ou mais zeolitos são providos.
4. CATALISADOR, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo substrato ser selecionado do grupo consistindo de substratos de escoamento e substratos de fluxo por parede, preferencialmente do grupo consistindo de substratos de escoamento de cordierite e substratos de fluxo por parede, e substratos de escoamento de carbeto de silício e substratos de fluxo por parede.
5. CATALISADOR, de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 4, caracterizado pelo catalisador compreender uma ou mais camadas, preferivelmente camadas de revestimento lavável, providas sobre o substrato, os zeolitos estando contidos em uma camada única ou duas ou mais camadas separadas, em que preferivelmente os zeolitos estão contidos em uma camada única.
6. CATALISADOR, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo um ou mais zeolitos do tipo de estrutura
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3/4
CHA estarem presentes no catalisador em uma variação de carregamento de 0,1 a 8 g/pol3, preferivelmente de 0,5 a 5 g/pol3, mais preferivelmente de 0,9 a 3,5 g/pol3, mais preferivelmente de 1,2 a 3 g/pol3, mais preferivelmente de 1,5 a 2,5 g/pol3, mais preferivelmente de 1,75 a 2,25 g/pol3, e ainda mais preferivelmente de 1,9 a 2,1 g/pol3.
7. CATALISADOR, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo carregamento do um ou mais zeolitos do tipo de estrutura BEA, ou se o catalisador compreender um ou mais zeolitos do tipo de estrutura MFI, então o carregamento total do um ou mais zeolitos do tipo de estrutura BEA e do um ou mais zeolitos do tipo de estrutura MFI, varia de 0,05 a 5 g/pol3, mais preferivelmente de 0,1 a 3 g/pol3, mais preferivelmente de 0,3 a 2,5 g/pol3, mais preferivelmente de 0,5 a 2 g/pol3, mais preferivelmente de 0,7 a 1,5 g/pol3, mais preferivelmente de 0,8 a 1,2 g/pol3, e ainda mais preferivelmente de 0,9 a 1 g/pol3.
8. CATALISADOR, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por ser compreendido em um sistema de tratamento de gás de exaustão compreendendo um motor de combustão interno e um conduite de gás de exaustão em comunicação fluida com o motor de combustão interno, em que referido catalisador está presente no conduite de gás de exaustão, e em que o motor de combustão interno é preferivelmente um motor de queima pobre, e mais preferivelmente um motor a diesel.
9. SISTEMA DE TRATAMENTO DE GÁS DE EXAUSTÃO, caracterizado por compreender um motor de combustão interno e um conduite de gás de exaustão em comunicação fluida com o motor de combustão interno, em que um catalisador, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 7, está presente no conduite de gás de exaustão, e em que o motor de combustão interno é preferivelmente um motor de queima pobre, e mais preferivelmente um motor a diesel.
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4/4
10. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por compreender ainda um catalisador de oxidação e/ou um filtro de fuligem catalisado (CSF), em que o catalisador de oxidação e/ou o CSF são preferivelmente localizados a montante do catalisador, conforme definido em qualquer uma das reivindicaçãos 1 a 7, e em que o catalisador de oxidação é um catalisador de oxidação de diesel (DOC) em casos onde o motor de combustão interno é um motor a diesel.
11. PROCESSO PARA O TRATAMENTO DE UMA CORRENTE DE GÁS QUE COMPREENDE NOx, caracterizado por compreender conduzir referida corrente de gás ao longo e/ou através de um catalisador, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 7, em que a corrente de gas é preferivelmente uma corrente de gás de exaustão, mais preferivelmente uma corrente de gás de exaustão resultante de um motor de combustão interno, e ainda mais preferivelmente uma corrente de gás de exaustão de diesel.
12. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pela corrente de gás compreender amônia e/ou ureia.
13. PROCESSO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 12, caracterizado por, antes do contato do catalisador com a corrente de gás, o conteúdo de NO2 da mesma ser 80% em peso ou menos com base em 100% em peso de NOX, em que preferivelmente o conteúdo de NO2 é compreendido na faixa de 5 a 70% em peso, mais preferivelmente de 10 a 60% em peso, mais preferivelmente de 15 a 55% em peso, e ainda mais preferivelmente de 20 a 50% em peso.
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